静态拉伸法测材料弹性模量

大学物理实验静态拉伸法测材料的弹性模量

——————物理实验中心

1．学会用拉伸法测材料的弹性模量。

2．了解用光杠杆测微小长度的原理，掌握其使用方法。

3.掌握各种长度测量工具的选择和使用。

4.学习用逐差法处理数据。

实验目的返回

1．学会用拉伸法测材料的弹性模量。

2．了解用光杠杆测微小长度的原理，掌握其使用方法。

3.掌握各种长度测量工具的选择和使用。

4.学习用逐差法处理数据。

实验目的返回

测砧测微螺杆固定套筒微分筒锁紧装置螺旋测微仪弓形尺架棘轮活动套管螺钉。螺旋测微器的读数原理：012固定刻度：每刻度为1毫米可动刻度每转1周，可动小砧就沿轴线直进或后退0.5mm45040可动刻度：50等分主尺上的0.5毫米，每等分为0.01毫米测量读数=固定刻度+半刻度+可动刻度（+估读位）半刻度d=1.5mm+28.3×0.01mm=1.783mm例一例2

d=1.5mm+28.0×0.01mm=1.780mm

例3

d=5.0mm+3.2×0.01mm=5.032mm0123456789001234567891050分度游标尺游标尺紧固螺钉主尺尺身内测量爪外测量爪深度尺游标卡尺读数=主尺整mm+游标尺*0.02mm游标卡尺读数练习答案：11.14mm1245670891033012456789001212AB游标卡尺读数练习01234501020304050cm答案：3mm+22x0.02mm=3.44mm

实验仪器返回

杨氏弹性模量测定仪

实验原理

1．基本原理根据胡克定律，在弹性限度内，应变与应力成正比，即

杨氏弹性模量---------⑴式中的F可以从钢丝下端挂的砝码的重量得出，钢丝的原长L可以用钢卷尺量出，钢丝的横截面积S可用螺旋测微器测出钢丝的直径d后，根据公式

算出。其长度改变⊿L则金属丝单位面积上受到的垂直作用力F/S称为应力，金属丝的相对伸长量⊿L/L称为应变。由于钢丝的伸长量数值很小，用一般量具不易测准，本实验采用光杠杆法（光放大法）来测量。2．光杆杆法测量弹簧伸长量⊿L的原理。光杠杆法是用光学转换放大的方法来测量微小长度变化的一种装置。圆柱体光杠杆图二砝码的拉力：钢丝的截面积：则得杨氏模量公式：将待测钢丝原长L和直径d、光杠杆镜面至标尺的距离D、光杠杆常数l、砝码拉力mg以及对应的⊿X测出，便可计算出钢丝的弹性模量E。测量（采用等增量测量法）为了消除钢丝起始形变引起的系统误差，本实验采用“先减重后加重”的办法进行测量，实验数据填入下列数据表格中。（1）将8kg砝码全部加在砝码托盘上，记录此时望远镜中的读数X8，然后依次减砝码，并记下相应的读数，填入表中。为了消除钢丝起始形变引起的误差，在砝码勾上预留1kg砝码。（2）然后，依次增加砝码，记下相应的读数。实验数据填入表中。（3）用千分尺测金属丝的直径d，在不同位置测量6次，数据填入表中。（4）用钢卷尺测钢丝原长L和光杠杆到标尺的距离D，填入表格中。（5）测量光杠杆常数l。取下光杠杆，在展开的白纸上同时按下3个尖角的位置，用直尺作出光杠杆后脚尖到两前脚尖连线的垂线，在用游标卡尺测出l的长度，填入表中。注意事项1.实验系统调好后，一旦开始测量Xi，在实验过程中绝对不能对系统的任一部分进行任何调整。否则，所有数据需要重新再测。2.增加砝码时，应将砝码缺口交叉放置。（为什么？）同时，动作要平稳，避免砝码托盘动，导致光杠杆后脚发生移动。每次增减砝码后，待系统稳定后才能读取刻度尺刻度Xi。3.光杠杆后脚不能接触钢丝，不要靠着圆孔边，也不要放在夹缝中。4.注意保护平面镜和望远镜，不能用手触摸镜面。5.实验完成后，应将砝码取下，防止钢丝疲劳。返回思考？本实验为什么采用“先减重后加重”的办法进行测量？为什么在砝码勾